JP2001505539A

JP2001505539A - エラスチン及び他の線維状タンパク質由来の自己整列ペプチド

Info

Publication number: JP2001505539A
Application number: JP50741998A
Authority: JP
Inventors: ロススタイン，エイサー; キーリー，フレッド・ダブリュー; ロススタイン，スティーヴン・ジェイ
Original assignee: Hospital for Sick Children HSC
Current assignee: Hospital for Sick Children HSC
Priority date: 1996-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2001-04-24
Also published as: US5969106A; AU3843897A; WO1998005685A2; EP0922058A2; WO1998005685A3; AU728480B2; CA2262446A1

Abstract

(57)【要約】２次構造を持ち、少なくとも３つのβシート／βターンを持ち、天然に存在する繊維状タンパク質でないことを特徴とするポリペプチドを提供する。エラスチンでモデルしたポリペプチドにより示されるそのようなポリペプチドは、補てつ物として有用である。

Description

【発明の詳細な説明】エラスチン及び他の線維状タンパク質由来の自己整列ペプチド発明の背景本発明は、ヒトエラスチン及び他の繊維状タンパク質をモデルとした自己整列ペプチドに関する。ペプチドは、例えばヒトへの移植用又は弾性材料用の生体適合性材料として有用である。現在利用可能な軟組織の補てつ(prosthesis)用合成移植材料は、最適な生体適合性が達成されるに至っていない。理想的な材料は、適切な構造支持の役割を果たすものであり、免疫原性及び血栓形成反応を引き起こさないという意味での生体適合性があり、取替えられる組織の物理的特性を模擬するものであり、正常細胞の浸潤及び増殖に対する優しい環境を提供するものである。組織は時には皮膚移植や血管置換によるなど患者の身体の別の部分から借りることができるが、この方法は適切なドナー組織の入手可能性が限られていることなどのいくつかの制約がある。ダクロン、テフロン（Ｇｏｒｔｅｘ）及びポリウレタンのような合成材料ならびに金属(ステンレススチール及びチタニウム)は、しばしば軟組織の補てつに用いられる。これらの材料は、強度、耐久性及び柔軟性の要件を満たすことができるが、異物として、長期の使用では最大限の生体適合性はない。この問題に対処する１つの方法は、非生物材料をタンパク質や他の天然物質で被覆することであった。他の方法は動物組織調製物からの生物材料を使用することであった。例えば、動物皮膚調製物は熱傷を被覆するのに用いられ、処理済みの動物血管はヒトにおける血管置換の可能性を提供するのに用いられている。エラスチンは、天然の構造タンパク質であり、非生物補てつ物を被覆するために可溶性の形態で、また生物学的に誘導された補てつ物を製造するために固体の形態で補てつに使用できる可能性がかなり注目されている。エラスチンは、補てつにおける使用に適した構造特性を有し、細胞浸潤のための生体適合性の非血栓形成性の表面を提供する。エラスチンは、耐久性があり、極めて安定で、高度に不溶性の細胞外マトリックスタンパク質であり、大血管、弾性靭帯、肺実質及び皮膚など、エラスチンが認められる組織に伸長性及び弾性反跳などの特性を与える。大動脈は、エラスチンの良好な供給源である。しかしながら、ヒト動脈は大量に入手できないので、動物の動脈がエラスチンの主要な供給源となっていた。動脈エラスチンは高度に不溶性のマトリックスであるので、可溶性のエラスチン由来物質は、この不溶性タンパク質を酸又はアルカリで処理して、αエラスチン及びκエラスチンのような加水分解産物を生成させることにより得られる。これらは、様々な大きさのペプチドの比較的不確定な混合物である。生体適合性材料を開発する試みとして、可溶性の動物エラスチン材料が、通常は化学架橋剤により固定して、非生物補てい材料の被覆に用いられた。例えば、米国特許第４，９６０，４２３号(Smith)は、動物エラスチンから得られた水溶性ペプチドで被覆した合成血管補てい物に関する。米国特許第５，４１６，０７４号(Rabaud)は、エラスチン又は可溶化エラスチンペプチド、及びフィブンのような他の結合組織タンパク質を含む組成物に関する。可溶化エラスチンペプチドは、１０，０００を超える分子量を有している。米国特許第４，４７４，８５１号(Urry)は、ダクロンのような人工コア繊維及びテトラペプチド又はペンタペプチド繰返し単位を有するポリペプチドを含むエラストマー複合材料をめざしている。この単位は、トロポエラスチン分子において繰り返されていることが認められる単位、すなわちＶａｌ−Ｐｒｏ−Ｇｌｙ− Ｖａｌ−Ｇｌｙ(ＶＰＧＶＧ)及びＶａｌ−Ｐｒｏ−Ｇｌｙ−Ｇｌｙ（ＶＰＧＧ）に由来する。ポリペプチドは、一連のβターンを含み、βコイル構造を有すると提唱されている。ポリペプチドは、複合材料にエラストマーの特性を与えるが、構造的強度又は完全性を殆ど有していない。人工コア繊維は、複合材料に後者の特性を与える。米国特許第４，９７９，９５９号(Guire)は、固体状生物材料を生体適合性物質で被覆し、その生体適合性物質を光化学反応によりその表面に化学的に結合させることにより固体状生物材料の生体適合性を改善する方法に関する。エラスチン基材料も補てい物を製造することができる固体材料の製造に用いられている。これらは、コラーゲン、フィブリン、フィブロネクチン及びラミニンと共同凝集体を形成してゲル様物質を生じる可溶性動物エラスチン及びヒトエラスチンの（ＰＧＶＧＶＡのような）短い疎水性配列から誘導される重合物質を含む。いくつかの例において、これらの合成ペプチドは、エラスチン様ペプチド間又はコラーゲンのような他のタンパク質への架橋を可能とするリシン残基を含むアラニンに富む短い配列も含む。エラスチン及びコラーゲンは、リシンから誘導される架橋を含む。例えば、米国特許第５，２２３，４２０号(Rabaud)は、フィブリンのような少なくとも１つの他のタンパク質とエラスチンとを含む付加物を有するエラスチン基製品に関する。米国特許第４，５８９，８８２号(Urry)は、テトラペプチド及びペンタペプチドの繰返し単位のエラストマー成分及びアミノ酸残基を含みうる架橋成分からなる人工エラストマー共重合体に関する。その繰返し単位はエラスチンに由来する。米国特許第４，１３２，７４６号(Urry)は、架橋構造をもつ不溶性の合成ポリペンタペプチドに関する。ペンタペプチドは、トロポエラスチンに存在するＶＰＧＶＧペプチドである。このペプチドから誘導される他の材料については、米国特許第４，５００，７００号、米国特許第４，８７０，０５５及び米国特許第５，２５０，５１６号（全てRrry）も参照のこと。これらの特許に記載されているポリペプチドは、一連のβターンを含み、βコイル構造を有すると提唱されている。動物動脈も余分の物質を除去し、血管置換に用いることができる管状のエラスチン及びコラーゲンのマトリックスを主として残す処理が行われている。例えば、米国特許第４，７７６，８５３号(Klement)は、適当なドナー組織から移植可能な生物材料を調製する方法に関する。上記の特許及び刊行物の個々の内容は、参照することによりそれら全体を本明細書の一部とする。上記で論じた材料は、ヒトへの移植に適した補てつ物の必要性を満たすために開発された。しかしながら、これらの材料は完全に満足なものではなく、適切な機械的特性を有し、血液、組織液及び細胞との接触に副作用を伴うことなく使用できる補てつ物の必要性が残されている。発明の概要従って、ヒトに移植される補てつ物に使用できる材料を提供することが本発明の１つの目的である。もう１つの目的はヒトへの移植に適した補てつ物を提供することである。これら及び他の目的に従って、本発明は、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含み、天然に存在する繊維状タンパク質ではないポリペプチドを提供する。１つの実施態様によれば、該ポリペプチドは、図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になる。他の実施態様によれば、該ポリペプチドは、動物エラスチンのアミノ酸配列の部分から本質的になる。更に他の実施態様によれば、該ポリペプチドは、ラムプリン(lamprin)のアミノ酸配列の部分から本質的になる。他の実施態様によれば、該ポリペプチドは、クモのシルクタンパク質のアミノ酸配列の部分から本質的になる。本発明は、また、図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドから本質的になる、ヒトへの移植に適した材料も提供する。他の実施態様によれば、本発明は、動物材料からなり、その動物材料の表面が図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドで被覆された補てつ物を提供する。他の実施態様によれば、本発明は、合成材料からなり、該合成材料の表面が図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドで被覆された補てつ物を提供する。更に他の実施態様によれば、本発明は、金属からなり、その金属の表面が図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドで被覆された補てつ物を提供する。本発明はまた、図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドを含む化粧品材料も提供する。本発明はまた、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含み、天然に存在する繊維状タンパク質ではないポリペプチドからなる弾性材料及び高い引張強度を有する材料も提供する。本発明はまた、（Ａ）少なくとも３つのβシート／βターン構造を含み、図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドと、（Ｂ）少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む動物エラスチンのアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドと、（Ｃ）少なくとも３つのβシート／βターン構造からなるラムプリンのアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドと、（Ｄ）少なくとも３つのβシート／βターン構造からなるクモのシルクタンパク質のアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドとからなる群から選択される２つ又はそれ以上のポリペプチドからなり、２つ又はそれ以上のポリペプチドが同じか、又は異なっていてもよい材料も提供する。本発明はまた、天然に存在する繊維状タンパク質の部分の一次構造と、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む二次構造を有し、（Ａ）βシート／β ターン構造の各々が３個から約７個のアミノ酸残基を含み、（Ｂ）該ポリペプチドが天然に存在する繊維状タンパク質でないポリペプチドも提供する。本発明の別の目的と優位性は、以下の記述において一部示されており、また一部はその記述から明らかになるか、あるいは、本発明の実施により知ることができる。目的と優位性は、末尾に記載した特許請求の範囲において再度引用する本発明の手段により認識し、達成することができる。図面の簡単な説明図１Ａは、ヒトエラスチンのドメイン構造を示す。例２に記載の発現構造に使用されるドメインの位置は括弧で括った領域により示される。図１Ｂは、シグナルペプチドを含まないヒトエラスチンのアミノ酸配列を示す。下線を引いたアミノ酸残基は、ＭＦＵ−１と称する本発明のポリペプチドを含む。図１Ｃは、ＭＦＵ−１を発現させるのに用いられるＧＳＴ融合構造物を示す。図１Ｄは、例１に記載の発現されたエクソンに対応する疎水性及び架橋ドメインの絵表示である。図１Ｅはβシート／βターン構造を有するペプチドの概略図である。図２に、例２に記載のように、ＧＳＴ融合タンパク質からＭＦＵ−１を遊離させるための臭化シアン処理の後の分解産物の０．０５Ｍ酢酸を用いたＢｉｏＧｅｌＰ−３０上のクロマトグラフィーを示す。ＭＦＵ−１は画分１に含まれている。図３は、ＭＦＵ−１のコアセルベーション(coacercation)（自己凝集）を示す。図４Ａは、ＭＦＵ−２と称する本発明のポリペプチドを発現するのに用いられるＧＳＴ融合構造物を示す。図４Ｂは、ＭＦＵ−２の疎水性及び架橋ドメインの絵表示である。図４Ｃは、ＭＦＵ−２のアミノ酸配列を示す。好ましい実施態様の詳細な説明本発明は、ヒトエラスチン及び他の天然に存在する繊維状タンパク質をモデルとした独特のポリペプチドに関する。以下の議論でしばしば具体例としての親タンパク質としてヒトエラスチンに言及するが、他の天然に存在する繊維状タンパク質をモデルとしたポリペプチドが本発明により意図されており、ヒトエラスチンをモデルとしたポリペプチドについて記述されているものと類似の方法で製造し、使用することができる。「親タンパク質」なる語句は、ここでは本発明のポリペプチドのモデルとなっているタンパク質を意味する。例えば、ヒトのエラスチンをモデルとしたポリペプチドは、ヒトのトロポエラスチンのアミノ酸配列の部分を含む。「天然に存在する繊維状タンパク質」は、天然に見いだされるあらゆる繊維状タンパク質であり、「繊維状タンパク質」は、当該技術分野における通常の意味をもつ。従って、繊維状タンパク質は、長繊維又はシートを形成するようにマトリックス中で配列したポリペプチド鎖からなる。Ｌｅｈｎｉｎｇｅｒ，BIOCHEMISTRY 60（１９７５年）参照。繊維状タンパク質の例として、エラスチン、ラムプリン及びクモのシルクタンパク質が挙げられるが、これらに限定されない。Ｒｏｂｓｏｎら， J．Biol．Chem．２６８：１４４０−４７（１９９３年）は、本発明のポリペプチドのモデルとすることができる別のタンパク質を開示している。本文献は参照することにより本明細書の一部とする。エラスチンならびにクモのシルク及びラムプリンのような他の繊維状細胞外マトリックスに関するアミノ酸配列の情報は、入手可能である。二次及び三次構造の解析とともに、この情報は、それらの機械的特性及び、特にそれらの不溶性繊維への集成の機構に関する一般的理論をもたらしている。エラスチンは、生体内でトロポエラスチンと呼ばれる単量体として合成され、細胞からの分泌時にデスモシン(desmosine)と呼ばれる共有架橋結合の形成により分枝状重合体ネットワークに集成する(Ｍｅｃｈａｍら，CELL BIOLOGY OF EXT RACELLURAR MATRIX，第２版(New York，１９９１年))。デスモシン架橋結合は、リシルオキシダーゼ(lysyl oxdase)の作用により酵素的に生成される。各デスモシンは、４つのリシン残基（２つは関係するポリペプチド鎖の各々からのもの）の側鎖を取り込む。エラスチンのエラストマー特性の基礎をなす原理は、議論の余地があるが、この並外れた特性は該タンパク質の強い疎水性に依存しているという意見の一致がある。トロポエラスチンは、主として交互に存在する疎水性ドメインと架橋ドメインからなる(Ｉｎｄｉｋら，Proc．Nat'l Acad．Sci．ＵＳＡ８４：(１９８６年) )。架橋ドメインはアラニン（Ａ）に富み、リシン（Ｋ）はＫＡＡＫ及びＫＡＡＡＫ間隔に存在する架橋の形成に関与することが運命づけられている。これらの架橋領域を分けているドメインは、強い疎水性であり、多くの縦一列に繰り返されるペンタペプチド及びヘキサペプチド配列を含む。ヒトエラスチンでは、これらのうちの最も顕著なものは、エクソン２４において７回繰り返される配列ＰＧＶＧＶＡである(Ｉｎｄｉｋら，前出)。繰り返し疎水性配列に関する構造研究から、専らβシート／βターン構造が示されている。すなわち、それらはβシートを含み、βターンが介在している。類似のβシート／βターン構造が、すべてが高い引張強度を有する安定な繊維又はマトリックスを形成するシパイダーシルク、ラムピリン及びカイコガのコリオンを含めた他の自己凝集性の重合したマトリックスタンパク質にも寄与している。これらの構造は、これらのタンパク質が自己凝集する能力に非常に重要なものであると提唱された(Ｒｏｂｓｏｎら，前出)。間隔をおいて繰り返し配置されている疎水性ドメインがトロポエラスチンの高次構造への集合を支配しているという証拠が存在する。トロポエラスチンならびにエラスチンの可溶化断片（すなわちκエラスチン及びαエラスチン）及び疎水性の繰返し配列に対応する合成ペプチドはすべて、ポリペプチド鎖間の疎水的相互作用が低重合性の原繊維構造の形成を引き起こす過程であるコアセルベーションを受ける。この自己凝集は無作為でなく、疎水性ドメインは、架橋して原繊維弾性マトリックスになるためのトロポエラスチン単量体の配列を促進する(Ｒｏｂｓｏｎら，前出；Ｂｒｅｓｓａｎら，Ｊ．Ultrastr．Res．９４：２０９−１６(１９８６年))。図１Ａに示すように、ヒトエラスチンは、その大部分の長さにわたって交互に存在する架橋ドメインと疎水性ドメインからなる。架橋ドメインは、主としてＫＡＡＫ及びＫＡＡＡＫ配列におけるリシン（Ｋ）及びアラニン（Ａ）からなり、リシン残基は、リシルオキシダーゼによる酸化的脱アミノ化及びそれに続く共有デスモシン架橋の形成に適した立体配座に存在する(Ｉｎｄｉｋら，前出)。疎水性ドメインは、βシート／βターン構造に存在すると考えられている疎水性のペンタペプチド及びヘキサペプチド配列に富んでいる(Ｔａｍｂｕｒｒｏら，ADVAN CES IN LIFE SCIENCES 115-27(１９９０年))。これらの疎水性領域は、伸長性及び弾性反跳というエラスチンの物理的特性にとって、また、トロポエラスチン（エラスチンの単量前駆体）の原繊維構造への自己凝集の能力にとって重要であると考えられているＲｏｂｓｏｎら，前出；Ｔａｍｂｕｒｒｏら，前出)。昆虫の卵殻コリオンタンパク質、クモのドラグライン(dragline)シルク及びヤツメウナギの軟骨のラムプリンを含めた安定な原繊維マトリックスへの自己凝集及び自己整列が可能な他のタンパク質はすべて、βシート／βターン構造を有する疎水性の繰返しペプチドの同様な領域を有する(Ｈａｍｏｄｒａｋａｓら，Int.J.Biol ．Macromol．１１：３０７−１３(１９８９年)；Ｓｉｍｍｏｎｓら，Science２７１：８４−８７(１９９６年)；Ｒｏｂｓｏｎら,，前出)。本発明のポリペプチドは、エラスチンならびにクモのシルク及びラムプリンのような他の繊維状タンパク質をモデルとしたものであり、繊維形成の最初の段階である自己整列に必要な数及び種類のアミノ酸を含む。便宜上、本発明の各ポリペプチドを最小機能単位又はＭＦＵと称する。本発明によるＭＦＵの二次構造は、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む。上述したように、βシート／βターン構造は当該技術分野においてよく知られている。本発明によるβシート構造は、典型的にはいくつかのアミノ酸残基、例えば、３個から約７個のアミノ酸残基、許容し得る数として約５個から約７個のアミノ酸残基、特に５個から７個のアミノ酸残基を含む。βシート構造のアミノ酸残基は疎水性側鎖を有することもできる。本発明によるβシート構造は、典型的には２つのアミノ酸残基、しばしばＧＧ又はＰＧで始まり、別のアミノ酸残基。を含むこともできる。例えば、本発明によるβターン構造は、約２個から約４個のアミノ酸残基、許容し得る数として２個から４個のアミノ酸残基、特に４個のアミノ酸残基を含むことができる。図１Ｅは、βシート／βターン構造を有するペプチドの概略図である。陰影をつけたリボンはペプチドを表わす。リボンの６つの直線部分はβシート構造を表わし、５つの曲線部分はβターン構造を表わす。中抜きの円はβシートの下の方向を向いている疎水性側鎖を表わし、陰影をつけた円はβシートの上の方向を向いている疎水性側鎖を表わす。これらの疎水性側鎖は、アラニン、バリン、イソ、ロイシン、ロイシン、チロシン及びフェニルアラニンのようなアミノ酸残基上にある。矩形はβターン構造を安定化している水素結合を示す。Ｒｏｂｉｎｓｏｎら，前出；Ｌｅｈｎｉｎｇｅｒ，前出の１３３−３５頁も参照のこと。本発明のＭＦＵは、可溶性であり、親タンパク質と同じ仕方で自ら整列するコアセルベーションの特性を示す。例えば、ＭＦＵの疎水性配列は、親タンパク質の疎水性配列と同じ方法で自ら整列する。ＭＦＵの二次構造を考えるとき、これはＭＦＵのβシートが互いに整列させられていることを意味する。この整列は、親タンパク質におけるものと同様に起こり、βシートが「レゴ」型モチーフに積み重ねられる(Ｒｏｂｓｏｎら，前出を参照)。エラスチン由来のＭＦＵにおいて、この整列もＭＦＵの架橋を可能にするようにリシン残基の整列を引き起こす。本発明の１つの実施態様は、天然に存在する繊維状タンパク質の部分の一次構造（すなわち、アミノ酸配列）及び少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む二次構造を有し、天然に存在する繊維状タンパク質ではないポリペプチドを提供する。好ましくは、βシート／βターン構造の各々が３個から約７個のアミノ酸残基を含む。ポリペプチドは、それが対応する親タンパク質を特定するのに十分な長さをもつ。少なくとも約１０個のアミノ酸残基はこの点に関して十分であると考えられている。このポリペプチドより長いものであってもよく、例えば親タンパク質全体の長さまでとすることができる。また、一次構造が１個又はそれ以上のアミノ酸残基の付加、置換及び／又は欠失により修飾されている天然に存在する繊維状タンパク質の一次構造を含むポリペプチドも本発明の一部として意図されている。該ポリペプチドは、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む二次構造を有し、本明細書に記載の自己整列の特性を示す。行い得る修飾の数に関する制限はないが、１個から約２０個、特に１個から約１０個、明確に限定して１個から５個のアミノ酸残基の付加、置換及び／又は欠失がポリペプチドの上述の特性を維持しつつ実施することができる。好ましくは、保存的なアミノ酸の変更のみを行う。例示的なアミノ酸置換としては、アラニンからセリン、アルギニンからリシン、アスパラギンからグルタミン又はヒスチジン、アスパラギン酸からグルタミン酸、システインからセリン、グルタミンからアスパラギン、グルタミン酸からアスパラギン酸、グリシンからプロリン、ヒスチジンからアスパラギン又はグルタミン、イソロイシンからロイシン又はバリン、ロイシンからバリン又はイソロイシン、リシンからアルギニン又はグルタミン又はグルタミン酸、メチオニンからロイシン又はイソロイシン、フェニルアラニンからチロシン又はロイシン又はメチオニン、セリンからトレオニン、トレオニンからセリン、トリプトファンからチロシン、チロシンからトリプトファン又はフェニルアラニン、バリンからイソロイシン又はロイシンへの変更が挙げられる。例えば、ポリペプチドの疎水性領域の修飾は、βターンにおける１つ又はそれ以上のアミノ酸残基をβターンを開始する他のアミノ酸と置換することを含んでも良い。例えば、１つ又はそれ以上のＰ又はＧ残基をそれぞれＧ又はＰ残基で置換するか、あるいはセリン残基で置換することができる。更に、又は、そのかわりとして、１つ又はそれ以上のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換のような修飾をβシート構造におけるアミノ酸残基に対して行うことができる。例えば、疎水性側鎖を有するアミノ酸残基を疎水性側鎖を有する又は類似の特性を有する側鎖を有する異なるアミノ酸残基で置換することができる。例示的な置換としては、アラニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、チロシン及びフェニルアラニンの相互置換が挙げられる。架橋ドメインを含むポリペプチドについては、付加、欠失及び上述のような保存的なアミノ酸置換のような架橋ドメインのαらせん構造に干渉しないあらゆる数の付加、置換及び欠失を行うことができる。また、リシン残基も、アルギニン、アスパラギン酸及びグルタミン酸を含む酸性又は塩基性残基のような架橋に関与する他のあらゆるアミノ酸残基で置換することができる。本発明の１つの実施態様によれば、そのアミノ酸配列が図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分の変異型であるポリペプチドが提供される。そのようなポリペプチドのアミノ酸配列は、図１Ｂに示すアミノ酸配列の一部に対応し、図に示すアミノ酸配列が１個から約１０個のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換により修飾されている。そのようなポリペプチドは、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む二次構造を有し、本明細書に記載の自己整列の特性を示す。本発明の他の実施態様によれば、そのアミノ酸配列が図４Ｃに示すアミノ酸配列の一部の変異型であるポリペプチドが提供される。そのようなポリペプチドのアミノ酸配列は、図４Ｃに示すアミノ酸配列の一部に対応し、図に示すアミノ酸配列が１個から約１０個のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換により修飾されている。そのようなポリペプチドは、少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む二次構造を有し、本明細書に記載の自己整列の特性を示す。以下の記述では例示的ＭＦＵとしてエラスチンをモデルとしたＭＦＵを用いるが、他のタンパク質由来のペプチドも本発明に含まれる。例えば、クモのシルク及びラムプリンを含めた他のあらゆる繊維形成タンパク質由来のペプチドは、本発明の一部として意図されている。これらのＭＦＵは、エラスチンをモデルとしたＭＦＵについて本明細書に記載したと同様に得ることができる。更に、異なる親タンパク質由来のＭＦＵの混合物（例えば、ラムプリン及びエラスチンをモデルとしたＭＦＵ）を様々な材料を製造するためにともに用いることができる。ヒトエラスチンのドメイン構造を図１Ａに示す。図に示すように、多くの交互に配列している架橋ドメインと疎水性ドメインが存在する。疎水性ドメインは各々多数のβシート／βターン構造形成配列を含むと考えられている。これらのドメインは、おそらく、エラスチンのＭＦＵである。更なる実験に用いたこれらのうちの１つは、括弧で示されており、ＭＦＵ−１と称する(以下の例１参照)。図１Ｂにヒトエラスチンのアミノ酸配列を示す。下線を付けたアミノ酸残基、すなわち残基３７４〜４９９はＭＦＵ−１を構成する。ヒトエラスチンをモデルとした他のＭＦＵは、それぞれ残基１９〜１６０、１８８〜３６７及び６０７〜７１７を含む。ヒトエラスチンをモデルとしたＭＦＵは、トロポエラスチン分子（図１Ｂ）のアミノ酸配列の一部を含み、それらの二次構造において少なくとも３つのβシート／βターン構造を有する。それらはまた、リシン残基のような架橋に関与することができるアミノ酸残基も含む。本発明の１つの実施態様において、ＭＦＵは、デスモシン型結合を形成するような方法で架橋に関与することができる２つのアミノ酸残基を含む。例えば、ＭＦＵは、ＫＡＡＫ又はＫＡＡＡＫアミノ酸配列を含んでいてよい。好ましい実施態様において、ヒトエラスチンをモデルとしたポリペプチドは図１Ｂに示すアミノ酸配列の一部から本質的になる。本明細書における「ＡはＢから本質的になる」とは、ＡはＢを含み、また、Ａ−Ｂ材料の特性に実質的に影響を与えない他の成分を含む可能性もあることを意味する。例えば、図１Ｂに示すアミノ酸配列の一部から本質的になるポリペプチドは、図１Ｂに示すアミノ酸配列の一部を含み、また、該ポリペプチドの特性を実質的に変化させない他のアミノ酸残基を含むこともあるポリペプチドを意味する。すなわち、該ポリペプチドは、トロポエラスチンペプチドと同じ方法で少なくとも３つのβシート／βターン構造を有し、自己整列するという特性を維持している。上述のように、ＭＦＵの二次構造（βシート／βターン）は、ＭＦＵが親タンパク質の凝集体の構造を模擬する方法で、自ら整列するというようなＭＦＵの自己凝集及び自己整列を誘導すると考えられている。例えば、トロポエラスチン単量体がエラスチンタンパク質を形成する仕方を模擬して、酵素的又は化学的架橋して安定な重合体構造になるために、ＭＦＵのβシートが整列し、ヒトエラスチンをモデルとしたＭＦＵのリシン残基が整列する。ＭＦＵは、ペプチドの直接合成あるいは組換えによる生成を含むあらゆる方法で得ることができる。例えば、ヒトエラスチンをモデルとしたＭＦＵのＤＮＡは、ＤＮＡの分解と適切なセグメントの選択により、あるいは、様々なよく知られた方法によるＤＮＡの合成により、ヒトエラスチンのＤＮＡコードから直接得ることができる。利用可能な技術により、あらゆるヒトエラスチンＭＦＵの縦列反復(tandemrep eat)、又はトロポエラスチン分子全体まで及び含むヒトエラスチンのより大きいドメインを含むＭＦＵをコードするＤＮＡを構築することができる。これらのより大きいエラスチン配列は、それらの集成の動力学又はそれらの機械学的特性の観点から利点を有する。例えば、ヒトエラスチンのエクソン２０、２１、２３、２４、２１、２３及び２４からなるＭＦＵ−２を発現させ、精製した。このアミノ酸配列を図４Ｃに示す。ＭＦＵ−２は、コアセルベーション温度がより低いことから明らかなように、ＭＦＵ−１より高い自発的自己凝集の傾向を示した。以下の例６を参照のこと。本発明のＭＦＵは通常溶液に可溶であるが、これらの溶液のｐＨ、塩含量及び温度の簡単な操作によりポリペプチドのコアセルベーション及び自己整列が開始し、エラスチン様繊維の凝集が起こる。ＭＦＵのコアセルベーション及び自己整列をもたらす正確な条件は、ＭＦＵポリペプチドと操作するＭＦＵ溶液によって異なる。コアセルベーションをもたらす条件は当業者において周知であり、当業者は次の通常の実験手順によりＭＦＵのコアセルベーション及び自己整列を誘発することができる。図３に本発明のＭＦＵｓがコアセルベートする能力を示す。特に、図３にヒトエラスチンのＭＦＵ−１のコアセルベーション（自己凝集）を示す。該ペプチドを１．５ＭのＮａＣｌ及び０．３ｍＭのＣａＣｌ₂を含むリン酸緩衝塩類溶液（ｐＨ７．４）に０．２５ｍｇ／ｍｌの濃度で溶解し、温度を一様な割合で上昇させた。コアセルベーションの開始は、５３℃で起こり、溶液の濁度の増加により示される。以下の実施例４に示すデータは、ＭＦＵがヒト以外のエラスチンとともに集合する能力を示している。本発明のＭＦＵの特徴的な特性は、ヒトエラスチンのトロポエラスチン単量体と同じ方法、つまり秩序だった方法で自己集合するそれらの能力である。例えば、ＭＦＵは、ポリペプチドがヒトエラスチンをモデルとしているときは、それらのβシート構造を整列させ、個々のＭＦＵペプチド間の架橋を起こさせるという順序で自己整列する。この自己整列及び自己凝集の過程は、繊維形成における最初の段階であると考えられる。酵素的架橋の後に、繊維を天然エラスチン重合体と類似の化学的及び構造的特性を有する材料にすることができる。このＭＦＵ材料は、血管置換用のチューブ及び創傷や熱傷の治療のような他の用途のためのシートのようなヒトエラスチン様補てつ物を作るのに用いることができる。あるいは、ＭＦＵは、身体の天然構造材料に類似した補てつ材料を提供するために、他のタンパク質、例えばコラーゲンと共同凝集させることができる。ＭＦＵ基材料は、患者において増殖している細胞の浸潤を受け、補てつ物は恒久的な生組織置換体となることができる。このヒト様ＭＦＵ材料は、Ｕｒｒｙ特許に記載の化学的に合成されたエラスチンの配列から製造された重合体及び上述の他のタンパク質と共同凝集させたヒト以外のエラスチンの加水分解により製造された重合体を含めた、これまでに補てつ用に提案された他のエラスチン含有材料より生体適合性が高い。本発明によってヒトエラスチンをモデルとしたＭＦＵは、他のエラスチン調製物と比べて明確な利点がある。例えば、以前に用いられたエラスチンの可溶化断片と異なり、ＭＦＵは明確な組成の単一ペプチドである。ＭＦＵは親タンパク質よりかなり小さく、構造が単純であり、従って、大量に製造又は発現させること、溶液中の扱い、実験上及び実際上の目的のために操作することが容易である。他のエラスチン調合物と同様に、ＭＦＵは非血栓形成性であり、細胞浸潤に対する優しい環境を提供する。更に、完全にヒトエラスチン配列により構成されており、ＭＦＵは非免疫原性であり、従って真に生体適合性材料となる。本発明に従ってヒトエラスチンをモデルとしたＭＦＵは、ヒト又は動物エラスチンを用いるあらゆる仕方で用いることができる。例えば、本発明のヒトエラスチンの可溶性ＭＦＵは、動物αエラスチン及びκエラスチンのような可溶化した（すなわち加水分解）ヒト以外のエラスチン調製物が用いられたのと同じ方法で補てい物などの非生物材料の表面を被覆するのに用いることができる。ＭＦＵは、合成材料、動物材料及び／又は金属からなる補てつ物を含むあらゆる補てつ物の被覆に用いることができる。補てつ物は、多層のＭＦＵで被覆することができる。例えば、１層から５００層以上のＭＦＵを補てつ物に被覆することができる。ＭＦＵは、被覆物の耐久性を改善するために、補てつ物に被覆した後に結合させることができる。本明細書において用いるように、補てつ物なる用語は、血管置換用材料、心臓弁置換用材料、布様材料、ステント及び熱傷又は創傷の治癒を促進するための被覆材として用いる材料を含めた身体に移植するあらゆる材料を含むことを意味する。本発明のＭＦＵは、非血栓形成性であり、内皮及び他の細胞が付着し、増殖する表面を提供するので、ＭＦＵで被覆した補てつ物は被覆しない補てつ物より生体適合性である。更に、ＭＦＵで被覆した補てつ物は、ヒト配列を含む動物由来のエラスチンで被覆した補てつ物と比べて利点を有し、非免疫原性である。また、ＭＦＵは、以前に述べた動物由来の製品のように様々な大きさのペプチドの不明確な混合物ではなく、明確で均一なペプチドを含む。本発明のヒトエラスチンのＭＦＵは、例えば加水分解した動物エラスチンを用いる方法で化粧品にも用いることができる。米国特許第４，１７９，３３３号( Ｂｒａｅｕｍｅｒ)、第４，６５９，７４０号(Ｕｓｈｅｒ)、第４，４７４，７６３号(Ｌｕｂｏｗｅ)、第４，４１９，２８８号(Ｃｉｏｃａ)、第４，３２７，０７８号（Ｃｈａｒｌｅｔ）及び第４，９６３，６５６（Ｍｉｔａｎｉ）参照のこと。その各内容は、本明細書に参考することによりそのまま本明細書の一部とする。本発明のＭＦＵは、動物エラスチン及びコラーゲンフレームワークとともにヒト血管置換として用いることができる。動物エラスチン／コラーゲン材料は、動物エラスチン及びコラーゲンから本質的になるチューブを残して、動物血管から他のすべてのタンパク質、細胞及び可溶性成分を抽出することにより得られる。例えば、上記の米国特許第４，７７６，８５３号（Ｋｌｅｍｅｎｔ）参照のこと。ＭＦＵは、自己集合及び自己整列という固有の特性を有するため、動物血管調製物の動物エラスチンマトリックスと自発的に結合する。従って、動物エラスチン血管の全表面は、多層のヒトエラスチンＭＦＵで被覆し、酵素的又は化学的結合により永久的結合を達成することができる。ヒトＭＦＵ表面を有する動物血管は、被覆されていない動物エラスチン補てつ物と比べて実質的に免疫原性が低減し、生体適合性が改善している。上記のように、可溶化した（加水分解した）動物エラスチンはフィブリンのような他のタンパク質と共同凝集し、短い繰返し疎水性エラスチン配列は高分子量材料に重合した。本発明のＭＦＵは、ＭＦＵから本質的になる補てつ物の製造に用いる繊維を作るために同様な方法で用いることができる。例えば、ＭＦＵをフィブリン及び他の短い疎水性エラスチン配列と共同凝集させ、より高分子量の材料に重合させることができる。本発明はまた、動物エラスチンをモデルとしたＭＦＵも提供する。そのようなＭＦＵは、例えば弾性材料において有用である。マウス、ラット、ニワトリ、ウシ及びブタを含めたいくつかの動物エラスチンのアミノ酸配列が知られている。本発明はまた、ラムプリン及びクモのシルクを含むが、これらに限定されない他の繊維状の自己集合性タンパク質をモデルとしたＭＦＵに関する。これらのタンパク質のＭＦＵは、それらの原繊維重合構造への整列を導くための十分な情報（すなわち十分なβシート／βターン構造）を含んでいる。例えば、ラムプリンのアミノ酸配列は既知であり、このタンパク質の二次構造は多くのβシート／β ターン構造を含むと考えられている(Ｒｏｂｓｏｎら，前出)。本発明によるラムプリンをモデルとしたＭＦＵは、少なくとも３つのβシート／βターン構造を有するラムプリンのアミノ酸配列の一部を含み、天然に存在するラムプリンタンパク質でない。好ましい実施態様において、ラムプリンをモデルとしたＭＦＵは、本質的にラムプリンのアミノ酸配列の一部からなる。あるいは、ラムプリンをモデルとしたＭＦＵは、ラムプリンのアミノ酸配列の一部を含み、そのアミノ酸配列が上述のように１つ又はそれ以上の付加、置換及び／欠失により修飾されている。ラムプリン及び他の繊維状タンパク質をモデルとしたＭＦＵは、様々な材料を製造するのに用いることができる。該材料は、それらの親タンパク質の高い引張り強度、弾性及び可塑性という特殊な特性を有し、従って、多くの異なる用途、例えば、高い引張り強度を必要とするパラシュートに用いるコード及びロープに適している。本発明はまた、単一の親タンパク質に由来する２つ又はそれ以上のＭＦＵを含み、ＭＦＵが同じものであっても又は異なっていてよい材料及び異なる親タンパク質に由来する２つ又はそれ以上のＭＦＵを含む材料も含む。同じ又は異なる親タンパク質に由来するＭＦＵのそのような組合せは、所望の物理的特性を有する製品を製造するために選択することができる。例えば、エラスチン由来のＭＦＵとクモのシルクタンパク質由来のＭＦＵの組合せにより、エラスチンの高伸長性とクモのシルクタンパク質の高引張り強度が得られるであろう。ＭＦＵとそれらの相対的な量を適切に選択することにより、指定の特性を有する材料の生産が可能である。組合せは、ＭＦＵの混合物、２つ又はそれ以上のＭＦＵを含む融合タンパク質、あるいは互いに化学的に結合した２つ又はそれ以上のＭＦＵのようなあらゆる形態でよい。例えば、本発明の１つの実施態様は、動物又はヒトエラスチンのようなエラスチンをモデルとしたＭＦＵ及びラムプリン又はクモのシルクタンパク質のような他のタンパク質をモデルとしたＭＦＵを含むポリペプチドを提供する。そのようなポリペプチドは、当業者に既知の方法、例えば融合タンパク質を製造するのに用いる方法により製造することができる。ラムプリンの縦列繰返し配列により両側でフランクされたヒトエラスチンのエクソン２１及び２２を含むＭＦＵは、融合タンパク質として発現した。以下の実施例７を参照のこと。別の実施態様において、ラムプリン又はクモのシルクタンパク質をモデルとしたＭＦＵに化学的に結合した動物又はヒトエラスチンをモデルとしたＭＦＵからなる材料が提供されている。そのような化学的に結合したポリペプチドは、同業者既知の方法により製造することができる。本発明は同じ又は異なる親タンパク質をモデルとしたＭＦＵの他の組合せも含む。本発明は次の実施例において言及することにより以下に更に例示する。実施例は例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。例１．ヒトエラスチンの最小機能単位−１（ＭＦＵ−１）の選択上記のように、エラスチンのような繊維状タンパク質の疎水性ドメインのβシート／βターン構造は、タンパク質の自己整列及び自己集合に重要な役割を果たしていると考えられている。ＭＦＵの選択のためにこれらの構造に焦点を絞る。ヒトエラスチンの特異的ＭＦＵ（ＭＦＵ−１と称する）を発現のために選択した。このＭＦＵは、ヒトエラスチン遺伝子の４つのエクソン領域、すなわちエクソン２０(３５アミノ酸)、２１(１４アミノ酸)、２３（１９アミノ酸）及び２４（５３アミノ酸）によりコードされている。図１Ｃ参照。このペプチドのアミノ酸残基は図１Ｂにおいて下線が付されているものである。該ＭＦＵは、疎水性ドメインにより各側で隣接した２つの隣接中央架橋ドメインを含む。図１ＤはＭＦＵ−１に対応する架橋ドメインの絵表示である。αらせん配座にあると考えられているリシン残基を含む架橋ドメインは円柱で表されている。隣接している疎水性ドメインは、疎水性の側鎖が突き出した矩形の板として表されている。これらの疎水性ドメインは各々いくつかのβシート／βターン構造を含んでいる。このＭＦＵは、エラスチンの総質量の約１／６を構成しているに過ぎず、約１０，０００ダルトンの大きさをもっている。この特定の単位を選択した理由は、隣接している疎水性エキソンであるエキソン２４がエラスチンの整列及び集合に役割を果たしていると考えられるＰＧＶＧＶＡ配列の７回の繰り返しを含んでいるからである。このドメインの重要性は、この部位における類似の縦列の繰返しのドメインがいくつかの動物種のエラスチンにおいて認められることと、この疎水性の繰返し配列を模擬した合成ペプチドが自己凝集して原繊維構造を形成したという証拠により裏付けられる。また、ＰＧＶＧＶＡ配列が、その機能の１つがトロポエラスチンの早期の細胞内自己凝集を妨げるエラスチン結合タンパク質と特異的に相互作用する(Ｈｉｎｅｋら，Ｊ．ＣｅｌｌＢｉｏｌ．１２６：５６３−７３(１９９４年))。このトロポエラスチン結合タンパク質は、可溶化エラスチン断片（κ−エラスチン）のin vitro での自己凝集を抑制することも示された（Ｈｉｎｅｋ，Cell Adhesion ＆ Comm ．２：１−９(１９９４年)。ヒトエラスチンの他の疎水性ドメインを含むペプチドは、自己集合及び自己整列する同様の能力を有すると予想され、本発明による適切なＭＦＵである。例えば、図１Ｂに示すヒトのエラスチンのアミノ酸配列におけるアミノ酸残基１９〜１６０、１８８〜３６７及び６０７〜７１７を含むペプチドは、適切なＭＦＵである。例２．ヒトエラスチンのＭＦＵ−１の発現ヒト胎児大動脈エラスチンｃＤＮＡを用いることにより、ヒトエラスチンのエクソン２０、２１、２３及び２４を含む領域がＰＣＲによりクローニングされた。５’プライマーは、ＢａｍＨＩ部位を、続いてメチオニンコドン及びエクソン２０の５’末端と相同の１５塩基を含んでいた。メチオニンコドンは、エラスチン配列には他のメチオニンが存在しないので、その後臭化シアン分解部位として使用するために挿入した。３’プライマーは、ＥｃｏＲＩ部位を、続いて停止コドン及びエクソン２４の３’末端と相補的な１５塩基を含んでいた(図１Ｃ参照) 。ＰＣＲ産物をＢａｍＨＩ−ＥｃｏＲＩで消化したｐＧＥＸ−２ｔベクター（Ｐｈａｒｍａｃｉａ）に連結させ、配列を確認した。連結産物を大腸菌にトランスフェクトした。発現した融合産物をグルタチオンアフィニティークロマトグラフィーにより単離し、エラスチンＭＦＵを臭化シアン処理によりＧＳＴタンパク質から解裂させ、１０ｋＤａの分解産物を得た。この分解産物をＢｉｏＧｅｌＰ− ３０クロマトグラフィーにより０．０５Ｍ酢酸を用いて精製した(図２)。エラスチンのＭＦＵ−１は画分１に含まれている。放出されたＭＦＵの同定は、エラスチンに対する抗体及び疎水性ドメインの１つに含まれているＰＧＶＧＶＡ配列に対する抗体を用いてウエスタンブロッティングにより、そしてアミノ酸分析により確認した。特に、図２に示したＢｉｏＧｅｌＰ−３０クロマトグラフィーから得られた画分１はウエスタンブロット分析により特徴付けした。ＣＮＢｒ分解前のフィニティー精製産物及び画分１についてＰＧＶＧＶＡに対するモノクローナル抗体を用いたウエスタンブロットを実施した。画分１についてヒトエラスチンに対するポリクローナル抗体を用いたウエスタンブロットも実施した。エラスチンポリペプチドの収量は１〜３ｍｇ／Ｌと推定される。次の表にＢｉｏＧｅｌＰ−３０上のクロマトグラフィーから得られた画分１のアミノ酸組成を示す。推定（予想）及び実際の（観測）組成を示す。推定観測ＡＳＰ００．７ＧＬＸ４４．２ＨＹＰ００．０ＳＥＲ１１．３ＧＬＹ３３３３．８ＨＩＳ００．２ＡＲＧ００．５ＴＨＲ１１．２ＡＬＡ２７２６．９ＰＲＯ１５１２．９ＴＹＲ１１．３ＶＡＬ２５２２．３ＭＥＴ００．３ＣＹＳ００．１ＩＬＵ３３．４ＬＥＵ１２．４ＰＨＥ３３．２ＬＹＳ４５．３放射性標識ＭＦＵ−１は、トランスフェクトした大腸菌を放射性標識バリン及びグリシンの存在下でインキュベートすることにより、実験に用いる通常の手段により生成した。例３．ヒトエラスチンのＭＦＵ−１の自己凝集上記のように得られたＭＦＵ−１は室温で可溶であるが、ＭＦＵが自己凝集( 繊維形成の最初の段階)する能力は溶液の塩含量を増加し、温度を上昇させることにより容易に誘発され、コアセルベーションの開始は５３℃で起こった。図３参照。ＭＦＵ−１のこの挙動は、親分子であるトロポエラスチンの温度依存性の自己凝集と同様であった。例４．ヒト化動物基補てつ物へのＭＦＵ−１の使用ＭＦＵ−１が動物基補てつ材料を被覆する能力を次のように評価した。不溶性エラスチンのマトリックスを臭化シアン法を用いてニワトリ大動脈組織から調製した。この不溶性の非ヒトエラスチンマトリックスを上記のように調製した放射性標識ヒトＭＦＵ−１の存在下で、ｐＨ７．４のリン酸緩衝生理食塩液中で３７℃で１６時間インキュベートした。次いで、組織をｐＨ７．４のリン酸緩衝生理食塩液で十分に洗浄した。ヒトエラスチンＭＦＵ−１とニワトリエラスチンとの結合は蛍光顕微鏡により実証された。ニワトリエラスチンのサンプルをリン酸緩衝生理食塩液（ＰＢＳ）単独の存在下で、また、放射性標識ヒトＭＦＵ−１（ＭＦＵ）の存在下でＰＢＳ中でインキュベートした。ヒトＭＦＵ−１とのインキュベーションの後のエラスチンの自己蛍光の増加は、ヒトＭＦＵ−１のニワトリエラスチンの表面との結合を示していた。ＭＦＵ−１被覆ニワトリエラスチンマトリックスは、表面全体にわたって均一な表面の自己蛍光の増大を示し、ＭＦＵ−１によるマトリックスの被覆が完全で連続的であることが示唆された。次の表にヒトエラスチンＭＦＵ−１によるニワトリエラスチンの表面被覆の計算を示す。表面被覆量の推定ではヒトＭＦＵ−１の横断面の直径を６ｎｍと仮定した。ニワトリエラスチンマトリックス１ｍｇ当たり約１〜３μｇのヒトＭＦＵ−１がニワトリエラスチンの不溶性マトリックスに強固に結合して残留していたと推定された。ＭＦＵ−１の量はニワトリエラスチンマトリックスの推定される表面を最高２００倍被覆するのに十分なものであり、ＭＦＵ−１はニワトリエラスチンマトリックス上に多層被覆を形成することが示されている。例５．ヒトエラスチンのＭＦＵ−１による非生物補てつ材料の被覆被覆材料としてのＭＦＵ−１の適切性をダクロン、ポリウレタン及びテフロンを含めた非生物補てつ材料について評価した。上記の例４に記載したものと同様の手法により、ダクロン、ポリウレタン、エキスパンデッド・ポリテトラフルオロエチレン(expanded polytetrafluoroethyl en;ｅＰＴＦＥ)（Ｇｏａｒｔｅｘ）又はテフロン被覆金属を含めた非生物補てつ材料を可溶性ＭＦＵ−１に暴露させたところ、これらの材料がヒトエラスチンＭＦＵの表面層で被覆されていたことがわかった。ダクロン、ポリウレタン及びｅＰＴＦＥの被覆については、材料の表面積とＭＦＵ−１の横断面積の推定値に基づいて結合したＭＦＵの量は材料を少なくとも２倍被覆するのに十分なものであった。テフロン被覆金属については、表面被覆量は約５００倍であると推定された。これらの材料上にＭＦＵの多層が形成されたことは、ＭＦＵの最初の層が補てつ材料上に一旦形成されれば、ＭＦＵの自己凝集により追加の層が形成されることを示している。このようにして結合したＭＦＵは、洗浄によっては容易には除去されない。以前の述べた方法（例えば、米国特許第４，４７４，８５１号(Ｕｒｒｙ)，前出）によりＭＦＵを補てつ材料に架橋共有結合させるために材料を処理することにより、そしてＭＦＵをそれらのアミノ基を介して相互に被覆を架橋させることにより、被覆を恒久的なものとすることができる。これにより、補てつ材料の表面に恒久的なエラスチンマトリックスが提供される。エラスチンは本来非血栓形成性であるので、これらの合成補てつ物をヒトエラスチンＭＦＵで被覆することにより、これらの材料から製造された補てつ物が血小板に結合し、活性化する傾向を低減することができる。例えば、我々は、ＭＦＵ−１で被覆したｅＰＴＦＥ材料は血小板接着及び活性化を示さないことを実証した。我々は、ヒトエラスチンＭＦＵを被覆した材料は、細胞付着及び増殖のための表面を提供することも実証した。特に、血管平滑筋細胞及び内皮細胞は、ＭＦＵ −１で被覆した表面に付着し、広がり、増殖することが認められた。ヒトエラスチンＭＦＵから形成された材料について同様な結果が予想される。例６．ヒトエラスチンのＭＦＵ−２の発現上記の実施例２に記載したものと同様の手法により、ヒトエラスチンをモデルとした第二のポリペプチド（ＭＦＵ−２）を発現させ、特性を部分的に検討した。このポリペプチドは、エクソン２０、２１、２３、２４、２１、２３及び２４からなるＭＦＵ−１の縦列重複を含んでいた。図４Ａ，４Ｃ参照。このポリペプチドは、３つの疎水性ドメインと２つの架橋ドメインを含んでいた。図４Ｂ参照。ＭＦＵ−２は、約３４℃でコアセルベーションを受けたことから、ＭＦＵ−１と比べて自己凝集の傾向が高いことがわかる。この高い傾向は、疎水性及び架橋ドメインの複重によって生じる。例７．ラムプリン及びエラスチン／ラムプリンに基づくＭＦＵｓの発現上記の実施例２に記載したものと同様の手法により、ラムプリンの全ポリペプチド配列からなる構造物を発現させた。ラムプリンの縦列繰返し配列（ＧＧＬＧＹ）６により両側で隣接したヒトエラスチンの架橋ドメイン（エクソン２１及び２３）からなるキメラ構造物も発現させた。例８．ＭＦＵｓからの原繊維マトリックスの形成及び補てつ材料としてのそれらの使用ＭＦＵｓは、例えば補てつ材料の製造に有用な原繊維マトリックスの製造に用いることができる。これは、自己凝集過程中又は自己凝集後に適切な媒体中に押し出すことにより、又は繊維の製造に用いる他の既知の方法により行うことができる。ヒトトロポエラスチンにより形成されるのと同様な原繊維構造へのＭＦＵ −１の自己集合は、コアセルベートの透過電子顕微鏡観察により確認することができる。ＭＦＵの多重反復を含む、あるいは２つ又はそれ以上のＭＦＵｓを含み、トロポエラスチン分子全体まで及びそれを含むヒトエラスチンの領域を含むポリペプチドも、本発明により繊維を製造するのに用いることができる。より大きいＭＦＵを含むペプチドは、自己集合又は繊維形成特性の改善を示す可能性があり、あるいは優れた機械的特性を有する繊維を生じる可能性がある。一旦形成されると、原繊維マトリックスは、酵素的に（例えば、リシルオキシダーゼにより）又は化学的に（二官能アルデヒド又は他の架橋剤により）架橋して、天然エラスチンと類似の物質を生成して安定化させることができる。ＭＦＵ −１のコアセルベーション発生重合体は、Ｓｔａｈｍａｎｎら，Biopolyners １６：１３０７−１８（１９７７）に記載のカテコール／ペルオキシダーゼ法によりリシン残基側鎖の化学的架橋により安定化された。この方法により重合体が安定化させることができることから、自己凝集の過程（コアセルベーション）がリシン残基を架橋のために適切に整列させることが確認される。ＭＦＵは、天然材料をより厳密に模擬するために、コラーゲンのような他のヒトタンパク質と共同凝集及び共同架橋させることもできる。ＭＦＵ繊維から製造された材料は、種々の補てつ用のシート又はチューブに形成又は織ることができる。このヒト様材料は、以前に補てつ用に提案された他のエラスチン含有材料と比較して優れた生体適合性を有している。本発明の方法及び組成物に対して種々の改良及び変更を行うことができることは同業者にとって明らかであろう。従って、付属の特許請求の範囲及びその同等物の範囲内にあるならば、本発明は、本発明の改良及び変更を含むことが意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ロススタイン，エイサーカナダ国、エム５ジェイ２ジー２オンタリオ、トロント、ハーバー・スクエア 33、アパートメント 2018 (72)発明者キーリー，フレッド・ダブリューカナダ国、エム４ケイ３エックス７オンタリオ、トロント、ミントン・プレイス 17 (72)発明者ロススタイン，スティーヴン・ジェイカナダ国、エヌ１エル１エイ５オンタリオ、ゲルフ、フィールドストーン・ロード 15

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも３つのβシート／βターン構造と架橋に関与することができる少なくとも１つのアミノ酸残基とを含み、天然に存在する繊維状タンパク質でないポリペプチド。２．βシート構造の各々が３個から約７個のアミノ酸残基を含む請求項１に記載のポリペプチド。３．βシート構造の各々が約５個から約７個のアミノ酸残基を含む請求項２に記載のポリペプチド。４．図１Ｂに示されるアミノ酸配列の部分から本質的になる請求項１に記載のポリペプチド。５．それぞれ図１Ｂのアミノ酸残基３７４〜４９９、１９〜１６０、１８８〜３６７及び６０７〜７１７からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む請求項４に記載のポリペプチド。６．図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分が１個から約１０個のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換により修飾されている請求項４に記載のポリペプチド。７．図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分の縦列繰返しを含む請求項４に記載のポリペプチド。８．図４Ｃに示すアミノ酸配列から本質的になる請求項７に記載のポリペプチド。９．１個から約１０個のアミノ酸残基の付加、欠失又は置換により修飾されている図４Ｃに示すアミノ酸配列から本質的になる請求項７に記載のポリペプチド。１０．表面が請求項４に記載のポリペプチドで被覆された動物材料を含む補てつ物。１１．表面が請求項４に記載のポリペプチドで被覆された合成材料を含む補てつ物。１２．表面が請求項４に記載のポリペプチドで被覆された金属を含む補てつ物。１３．請求項４に記載のポリペプチドから本質的になるヒトへの移植に適した材料。１４．血管置換用材料、心臓弁置換用材料、熱傷被覆用材料、創傷被覆用材料及びステントからなる群から選択される請求項１３に記載の材料。１５．請求項４に記載のポリペプチドを含む化粧品材料。１６．請求項１に記載のポリペプチドを含む弾性材料。１７．請求項１に記載のポリペプチドを含む高引張強度材料。１８．動物のエラスチンのアミノ酸配列の部分から本質的になる請求項１に記載のポリペプチド。１９．ラムプリンのアミノ酸配列の部分から本質的になる請求項１に記載のポリペプチド。２０．クモのシルクプロテインのアミノ酸配列の部分から本質的になる請求項１に記載のポリペプチド。２１．（Ａ）少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む図１Ｂに示すアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドと、（Ｂ）少なくとも３つのβシート／βターン構造を含む動物のエラスチンのアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドと、（Ｃ）少なくとも３つのβシート／βターン構造を含むラムプリンのアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドと、（Ｄ）少なくとも３つのβシート／βターン構造を含むクモのシルクプロテインのアミノ酸配列の部分から本質的になるポリペプチドとからなる群から選択した２つ又はそれ以上のポリペプチドを含み、２つ又はそれ以上の該ポリペプチドが同じであっても又は異なっていてよいポリペプチドを含む材料。２２．２つ又はそれ以上のポリペプチドの混合物を含む請求項２１に記載の材料。２３．２つ又はそれ以上のポリペプチドを含む融合タンパク質を含む請求項２１に記載の材料。２４．２つ又はそれ以上のポリペプチドが相互に化学結合している請求項２１に記載の材料。２５．（Ａ）ポリペプチドが架橋に関与することができるすくなとも１つのアミノ酸残基を含み、（Ｂ）βシート／βターン構造の各々が３個から約７個のアミノ酸残基を含み、（Ｃ）ポリペプチドが天然に存在する繊維状タンパク質でないことを特徴とする、天然に存在する繊維状タンパク質の一部の一次構造と少なくとも３つのβシート／βターン構造とを含む二次構造を有するポリペプチド。２６．少なくとも３つのβシート／βターン構造と架橋に関与することができる少なくとも１つの第一のアミノ酸残基とを含む、天然に存在する繊維状タンパク質でない第一のポリペプチドと、少なくとも３つのβシート／βターン構造と架橋に関与することができるすくなとも１つの第二のアミノ酸残基とを含む、天然に存在する繊維状タンパク質でない第二のポリペプチドとを含んでなる材料であって、第一のポリペプチドは第二のポリペプチドと同じものであっても、又は、異なっていてよく、第一のアミノ酸残基が第二のアミノ酸残基との架橋に関与できるように、第一及び第二のポリペプチドが整列していことを特徴とする材料。２７．第一のアミノ酸残基が第二のアミノ酸残基と酵素的に架橋している請求項２６に記載の材料。